生态环境学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (3): 524-534.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.03.011
收稿日期:
2021-10-21
出版日期:
2022-03-18
发布日期:
2022-05-25
通讯作者:
*通信作者作者简介:
王薇(1975年生),女,教授,博士,研究方向为建筑技术和人居环境。E-mail: vivi.gan@126.com
基金资助:
WANG Wei1,2,*(), CHENG Xinyue1
Received:
2021-10-21
Online:
2022-03-18
Published:
2022-05-25
摘要:
以PM2.5和PM10为代表的空气污染对城市居民的生活产生了巨大的影响。街道峡谷是城市的重要构成部分,是城市居民生活的主要场所之一。选择合肥市3种典型功能的街道峡谷,监测PM2.5和PM10质量浓度变化,采用相关分析和回归分析等方法,研究不同功能街道峡谷PM2.5和PM10的差异及其影响因素,并采用空气质量评价模型对其空气质量进行评价。结果表明,(1)街道峡谷PM2.5和PM10质量浓度之间具有较高的相关性,波峰出现在08:00—09:00,波谷多出现在14:00—15:00。PM2.5质量浓度波峰为61.22—73.71 μg∙m-3,波谷为32.73—33.59 μg∙m-3;PM10质量浓度波峰为67.65—85.19 μg∙m-3,波谷为37.35—39.81 μg∙m-3,均位于一级标准极限值上下。(2)合肥市办公型街道峡谷与商业型街道峡谷日变化呈明显的下降型双峰形式,居住型街道峡谷呈平稳型双峰形式。街道峡谷PM2.5和PM10质量浓度:办公型>商业型>居住型。街道峡谷内PM2.5和PM10质量浓度峰值多在下沉广场和次干道,低谷值多在主干道绿化带旁和主次干道交叉口。(3)夏季,合肥市街道峡谷PM2.5质量浓度与PM10质量浓度、相对湿度呈现显著的正相关,与空气温度呈现显著的负相关。(4)运用AQI对合肥市夏季不同功能街道峡谷进行评价,其空气质量级别以优良为主,空气质量级别多分布在一级和二级。该研究对合肥市不同功能街道峡谷的污染物浓度进行对照,为街道峡谷特征功能评估提供了基本参数。
中图分类号:
王薇, 程歆玥. 合肥市不同功能街道峡谷PM2.5和PM10时空分布特征及影响因素分析[J]. 生态环境学报, 2022, 31(3): 524-534.
WANG Wei, CHENG Xinyue. Analysis of Temporal and Spatial Distribution Characteristics and Influencing Factors of PM2.5 and PM10 in Different Functional Street Canyons in Hefei City[J]. Ecology and Environment, 2022, 31(3): 524-534.
街道峡谷 Street canyon | 商业型 Commerciality | 居住型 Residential | 办公型 Office | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
监测日期 Monitoring date | 2021-08-01 | 2021-08-02 | 2021-08-03 | 2021-08-07 | 2021-08-08 | 2021-08-09 | 2021-08-11 | 2021-08-12 | 2021-08-13 | ||
监测地点 Monitoring location | 蜀山区三里庵街道长江西路 | 包河区同安街道马鞍山路 | 庐阳区亳州路街道北一环 | ||||||||
长宽比 Aspect ratio | 3.7 | 9.4 | 15 | ||||||||
周边建筑 Surrounding buildings | 包括国购广场、之心城、 旺城大厦、官亭路步行街等 | 包括珠光花园、新里海顿公馆、 万振逍遥苑、金地国际城等 | 包括庐阳区政府、置地财富 广场、金鼎国际广场等 |
表1 不同功能街道峡谷测点信息表
Table 1 Information table of measurement points in different functional streets and canyons
街道峡谷 Street canyon | 商业型 Commerciality | 居住型 Residential | 办公型 Office | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
监测日期 Monitoring date | 2021-08-01 | 2021-08-02 | 2021-08-03 | 2021-08-07 | 2021-08-08 | 2021-08-09 | 2021-08-11 | 2021-08-12 | 2021-08-13 | ||
监测地点 Monitoring location | 蜀山区三里庵街道长江西路 | 包河区同安街道马鞍山路 | 庐阳区亳州路街道北一环 | ||||||||
长宽比 Aspect ratio | 3.7 | 9.4 | 15 | ||||||||
周边建筑 Surrounding buildings | 包括国购广场、之心城、 旺城大厦、官亭路步行街等 | 包括珠光花园、新里海顿公馆、 万振逍遥苑、金地国际城等 | 包括庐阳区政府、置地财富 广场、金鼎国际广场等 |
空气质量指数 Air quality index | 空气质量级别 Air quality grade | 空气质量水平 Air quality level |
---|---|---|
AQI≤50 | 一级 | 优 |
50<AQI≤100 | 二级 | 良 |
100<AQI≤150 | 三级 | 轻度污染 |
150<AQI≤200 | 四级 | 中度污染 |
200<AQI≤300 | 五级 | 重度污染 |
AQI>300 | 六级 | 严重污染 |
表2 空气污染物浓度等级评价标准
Table 2 Evaluation standards for air pollutant concentration levels
空气质量指数 Air quality index | 空气质量级别 Air quality grade | 空气质量水平 Air quality level |
---|---|---|
AQI≤50 | 一级 | 优 |
50<AQI≤100 | 二级 | 良 |
100<AQI≤150 | 三级 | 轻度污染 |
150<AQI≤200 | 四级 | 中度污染 |
200<AQI≤300 | 五级 | 重度污染 |
AQI>300 | 六级 | 严重污染 |
空气质量指数 Air quality index | ρ/(μg∙m-3) |
---|---|
0 | 0 |
50 | 35 |
100 | 75 |
150 | 115 |
200 | 150 |
300 | 250 |
400 | 350 |
500 | 500 |
表3 PM2.5的空气质量指数限值和质量浓度限值
Table 3 Air quality index limit and mass concentration limit of PM2.5
空气质量指数 Air quality index | ρ/(μg∙m-3) |
---|---|
0 | 0 |
50 | 35 |
100 | 75 |
150 | 115 |
200 | 150 |
300 | 250 |
400 | 350 |
500 | 500 |
图2 商业型(a)、居住型(b)和办公型街道峡谷(c)PM2.5和PM10日均质量浓度
Figure 2 Commercial (a), residential (b) and office street canyons (c) PM2.5 and PM10 average daily mass concentration
图5 街道峡谷PM2.5和PM10质量浓度和环境因子相关性分析
Figure 5 Correlation analysis of the mass concentration of PM2.5 and PM10 and environmental factors in the street canyon
PM2.5质量浓度 PM2.5 mass concentration | PM10质量浓度 PM10 mass concentration | 空气温度 Air temperature | 相对湿度 relative humidity |
---|---|---|---|
相关系数Correlation coefficient | 0.993** | -0.289** | 0.407** |
表4 街道峡谷PM2.5和PM10质量浓度和环境因子Person相关性系数
Table 4 Correlation coefficient between the mass concentration of PM2.5 and PM10 in the street canyon and the environmental factor Person
PM2.5质量浓度 PM2.5 mass concentration | PM10质量浓度 PM10 mass concentration | 空气温度 Air temperature | 相对湿度 relative humidity |
---|---|---|---|
相关系数Correlation coefficient | 0.993** | -0.289** | 0.407** |
图6 商业型(a)、居住型(b)和办公型街道峡谷(c)PM2.5和PM10质量浓度和环境因子相关性分析
Figure 6 Correlation analysis of PM2.5 and PM10 mass concentrations and environmental factors in commercial (a), residential (b) and office street canyons (c)
街道峡谷类型 Street canyon type | 选点位置 Select point position | PM2.5 | PM10 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ρ(PM2.5)/ (μg∙m-3) | AQI | 空气质量水平 Air quality level | 空气质量级别 Air quality grade | ρ(PM10)/ (μg∙m-3) | AQI | 空气质量水平 Air quality level | 空气质量级别 Air quality grade | |||
办公型 Office | A | 39.28 | 55.35 | 良 | 二级 | 46.15 | 63.94 | 良 | 二级 | |
B | 40.38 | 56.73 | 良 | 二级 | 46.92 | 64.90 | 良 | 二级 | ||
C | 41.42 | 58.03 | 良 | 二级 | 49.63 | 68.29 | 良 | 二级 | ||
D | 49.38 | 67.98 | 良 | 二级 | 55.10 | 75.13 | 良 | 二级 | ||
E | 42.48 | 59.35 | 良 | 二级 | 49.54 | 68.18 | 良 | 二级 | ||
F | 39.45 | 55.56 | 良 | 二级 | 43.70 | 60.88 | 良 | 二级 | ||
G | 33.18 | 47.40 | 优 | 一级 | 40.43 | 56.79 | 良 | 二级 | ||
平均 | 40.80 | 57.25 | 良 | 二级 | 47.35 | 65.44 | 良 | 二级 | ||
居住型 Residential | A | 32.16 | 45.94 | 优 | 一级 | 37.01 | 52.51 | 良 | 二级 | |
B | 42.38 | 59.23 | 良 | 二级 | 51.20 | 70.25 | 良 | 二级 | ||
C | 34.81 | 49.73 | 优 | 一级 | 40.71 | 57.14 | 良 | 二级 | ||
D | 37.42 | 53.03 | 良 | 二级 | 42.84 | 59.80 | 良 | 二级 | ||
E | 33.62 | 48.03 | 优 | 一级 | 38.79 | 54.74 | 良 | 二级 | ||
F | 33.98 | 48.54 | 优 | 一级 | 37.47 | 53.09 | 良 | 二级 | ||
G | 26.47 | 37.81 | 优 | 一级 | 30.98 | 44.26 | 优 | 一级 | ||
平均 | 34.41 | 49.16 | 优 | 一级 | 39.86 | 56.08 | 良 | 二级 | ||
商业型 Commerciality | A | 50.91 | 69.89 | 良 | 二级 | 60.49 | 81.86 | 良 | 二级 | |
B | 51.87 | 71.09 | 良 | 二级 | 60.45 | 81.81 | 良 | 二级 | ||
C | 50.66 | 62.53 | 良 | 二级 | 59.36 | 80.45 | 良 | 二级 | ||
D | 53.76 | 73.45 | 良 | 二级 | 61.90 | 83.63 | 良 | 二级 | ||
E | 55.90 | 76.13 | 良 | 二级 | 65.39 | 87.99 | 良 | 二级 | ||
F | 49.79 | 68.49 | 良 | 二级 | 58.45 | 79.31 | 良 | 二级 | ||
G | 45.91 | 63.64 | 良 | 二级 | 56.76 | 77.20 | 良 | 二级 | ||
平均 | 51.26 | 70.33 | 良 | 二级 | 60.40 | 81.75 | 良 | 二级 |
表5 不同功能街道峡谷空气质量评价
Table 5 Evaluation of air quality in different functional streets and valleys
街道峡谷类型 Street canyon type | 选点位置 Select point position | PM2.5 | PM10 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ρ(PM2.5)/ (μg∙m-3) | AQI | 空气质量水平 Air quality level | 空气质量级别 Air quality grade | ρ(PM10)/ (μg∙m-3) | AQI | 空气质量水平 Air quality level | 空气质量级别 Air quality grade | |||
办公型 Office | A | 39.28 | 55.35 | 良 | 二级 | 46.15 | 63.94 | 良 | 二级 | |
B | 40.38 | 56.73 | 良 | 二级 | 46.92 | 64.90 | 良 | 二级 | ||
C | 41.42 | 58.03 | 良 | 二级 | 49.63 | 68.29 | 良 | 二级 | ||
D | 49.38 | 67.98 | 良 | 二级 | 55.10 | 75.13 | 良 | 二级 | ||
E | 42.48 | 59.35 | 良 | 二级 | 49.54 | 68.18 | 良 | 二级 | ||
F | 39.45 | 55.56 | 良 | 二级 | 43.70 | 60.88 | 良 | 二级 | ||
G | 33.18 | 47.40 | 优 | 一级 | 40.43 | 56.79 | 良 | 二级 | ||
平均 | 40.80 | 57.25 | 良 | 二级 | 47.35 | 65.44 | 良 | 二级 | ||
居住型 Residential | A | 32.16 | 45.94 | 优 | 一级 | 37.01 | 52.51 | 良 | 二级 | |
B | 42.38 | 59.23 | 良 | 二级 | 51.20 | 70.25 | 良 | 二级 | ||
C | 34.81 | 49.73 | 优 | 一级 | 40.71 | 57.14 | 良 | 二级 | ||
D | 37.42 | 53.03 | 良 | 二级 | 42.84 | 59.80 | 良 | 二级 | ||
E | 33.62 | 48.03 | 优 | 一级 | 38.79 | 54.74 | 良 | 二级 | ||
F | 33.98 | 48.54 | 优 | 一级 | 37.47 | 53.09 | 良 | 二级 | ||
G | 26.47 | 37.81 | 优 | 一级 | 30.98 | 44.26 | 优 | 一级 | ||
平均 | 34.41 | 49.16 | 优 | 一级 | 39.86 | 56.08 | 良 | 二级 | ||
商业型 Commerciality | A | 50.91 | 69.89 | 良 | 二级 | 60.49 | 81.86 | 良 | 二级 | |
B | 51.87 | 71.09 | 良 | 二级 | 60.45 | 81.81 | 良 | 二级 | ||
C | 50.66 | 62.53 | 良 | 二级 | 59.36 | 80.45 | 良 | 二级 | ||
D | 53.76 | 73.45 | 良 | 二级 | 61.90 | 83.63 | 良 | 二级 | ||
E | 55.90 | 76.13 | 良 | 二级 | 65.39 | 87.99 | 良 | 二级 | ||
F | 49.79 | 68.49 | 良 | 二级 | 58.45 | 79.31 | 良 | 二级 | ||
G | 45.91 | 63.64 | 良 | 二级 | 56.76 | 77.20 | 良 | 二级 | ||
平均 | 51.26 | 70.33 | 良 | 二级 | 60.40 | 81.75 | 良 | 二级 |
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